【导读】近期，华盛顿大学的一群研究人员表示他们研究出了一种新的WiFi技术，叫被动式WiFi。据说能将WiFi的技术降低到原来的万分之一。这确实是项了不起的成就，但看完一些媒体的报道，我感到了一丝异样。
今天，小编在许多媒体都看到了一则近期的新闻：“美国华盛顿大学的计算机科学家和工程师宣布，已找到一种方式，使WiFi信号传输的功耗降低至传统方式的万分之一。架构一个这样的被动WiFi需要三步：首先，需要在墙上安装一个简易设备，它会发送模拟波到被动Wi-Fi的传感器上（电量大部分耗费在这上面了），而传感器几乎不耗费电量。第二，传感器会接受模拟波，然后进行数字转换，产生一种叫“Wi-Fi包裹”的东西。最后就可以向手机或者路由传送网络了，能够达到11Mbps的速度。”许多网站表示，“妈妈再也不用担心我手机没电啦。”以及，“这项技术的前景非常不错。入选了《麻省理工科技评论》10大科技突破之一。”“这项技术将在物联网领域有广泛的应用”……等等。溢美之词不胜枚举。
说实话，看完这些新闻的时候，小编的心情是懵逼的。
小编就不说很多网站我看完还是一头雾水完全不明白这原理是个怎么回事了。就说节能这个事吧，虽然，节约了一万倍的能耗确实很不容易，但小编还是不明白，这事怎么就能和可回收利用的火箭、特斯拉的自动驾驶系统这样的成就并列10大科技突破之一了？
要知道这个新的WiFi技术表示可以兼容几乎所有现有的手机。也就是说，WiFi数据在手机端被读取的时候，所调用的模块还是会和原来一样的，这样一来，新闻中提到的那些改进有多大的意义，实际使用中WiFi信号在传感器那里打了个转转到手机上，又真的能将WiFi的功耗降低到万分之一吗？更更更重要的是，虽然WiFi确实耗电量不低。但在手机庞大而且越来越庞大的电池面前，不过是九牛一毛罢了……看看下图，这是小编的手机使用一天多之后的数据（在公司和住处都是开着WiFi的，只有在路上会用4G），把0.1%降低到0.00001%……这真的……有必要吗？勇敢的少年啊你为什么不去搞搞屏幕？至于用这种方式使用的WiFi最高速率只有11Mbps这种事都不用提了。
当然，这个10大科技突破应该是真的没跑了。但是小编确实感到很费解啊，于是小编我决定去彻底搞清楚这件事。在折腾了一下午，翻阅了华盛顿大学关于这项技术的论文原文和无数英语科技网站之后，小编终于明白了几件事：这根本就不是一项针对手机的技术，至少现在不是。而且当之无愧的，它确实配得上这个10大科技突破的称号。
要讲清楚这项技术，首先得讲一个和它看起来没有什么关联的技术：环境背反射（Ambient Backscatter）无线通讯。别被这个词搞懵了。其实它能做的事很简单：让设备之间可以不用消耗任何电力就完成信息的传输。当然，能量守恒定律告诉我们有产出就一定有消耗，只不过，环境背反射设备可以直接从电磁波中汲取能量，来完成信息的传递，从电磁波中能汲取的能量当然很少，但它需要完成的事也很简单：它并不是直接产生信息，传送给接收者的。
打个比方，假设有两台环境背反射设备A和B，它们的通讯模块都是没有任何电源的。这时A需要发送一段信息给B，它只需要截取空气中早已无处不在的一段电磁波（比如电视的信号。这段信号本身携带的信息并不重要）。按照特定的规律来选择是吸收（absorb）这段电磁波还是将其反射（reflection）给B，比如吸收代表0，反射代表1，B接收到这段信息之后再将其与B自己接收到的原始信息对比，即可解码出A想要传递给它的信息。示意图如下：
这种技术无疑是传输方式上一个极大的创新，并且对于物联网来说是重大的利好。但它面临的问题也同样明显：目前的技术能做到的通讯距离很近，并且传输速度也很慢。如果一定要克服这些缺点，就必须使用大功率的专用设备，这又会导致其无法与现在的通讯标准兼容。因此华盛顿大学的研究者们经过思考，根据背反射的部分原理开发出了文中开头所提到的那种“超超超低功耗WiFi。”
被动式WiFi的整个结构由三部分组成：首先是一个插电式发射器（plugged-in device，国内有媒体翻译成“插在墙上的”发射器→_→）。它将传统WiFi模块里最耗电的射频发射模块集成了进去。功能上同传统的路由器类似。但它发射的信号是经过一定处理的单频信号。这个信号包含信息，但是是无法被传统WiFi设备读取的，以避接下来可能会造成的干扰。由于其电力是由交流电插座提供的，所以不需要担心能耗问题。
接下来的部分是重点：一些被研究者称为“passive WiFi device”的设备，这些设备的原理类似环境背反射设备。可以接收插电式发射器传输过来的信号，并且通过某种方式将其转换后转发（反射）给需要联网的设备，并且还通过对信号的处理实现了既能将网络信号传输给使用WiFi的设备，也能将其自身的信息传递给这些设备。由于没有射频模块，这部分的能耗非常非常低。也就是之前提到的“万分之一”。有些媒体提到这部分运作所需的能量会由电磁波来提供因此不需消耗额外电力。但通读华盛顿大学的论文和观看其演示视频，其中并没有提到这部分模块不需要耗电，而只是说“Generating WiFi beacon at almost no power。”这意味着现阶段它应该还是需要消耗少许电量的。
最后就是接收端（手机和平板等）了，看起来“passive WiFi device”只是一个转发节点而已，小编曾经对这个节点的形态和存在的必要性怀疑了很久，直到看了研究团队放出的宣传视频后小编才恍然大悟，关键就在于上一段中那句“也能将其自身的信息传递给这些设备。”
就像论文中说的，WiFi最耗电的部分在其射频发射模块，插电式设备保留了这个组件，因此其功耗并没有降低，手机不需改进，其所有组件也都保留，能耗变化不大，而最节能的部分，就是这些看起来是转发节点一样的东西了，而将自己的信息传递给手机，意味着它并不只是网络中的一个结构设施，而是真正需要传递信息给别的东西的设备——正是需要联网的物联网产品。
因此就像视频里说的那样，这项技术的意义绝不是给你的手机、平板省掉多少多少电。至少在现在还不是。它的意义在于给所有需要联网的物联网设备一个超低功耗和快速（相对蓝牙）的WiFi连接方案。在物联网产品中嵌入被动WiFi设备，它就可以轻松给你想要的东西传递信息。比如将其放入门把手中，你就能随时知道它是否被人打开，放入咖啡杯的传感器也能及时提示你咖啡的温度是否适宜。这些东西里面的电池可能一年甚至两三年才需要换一次。完全不会对人们的日常生活造成额外的麻烦。
而这项技术的前景更是无可限量。它脱胎于环境背反射技术，却不拘泥于零功耗，通过微量的功耗增加，换来了速度更快的网络。实际上在小编看来，制约这项技术完美应用的不是别的，正是它要去兼容的这些传统WiFi接收设备（手机、平板等）。因为目前的WiFi芯片只能选择接收来自一个源的信号。因此passive WiFi技术不得已将分享WiFi网络的任务交给了被动WiFi设备（passive WiFi device）的转发。但让我们回过头去看看其灵感来源的环境背反射技术（好了不用回头了我会贴在下面的）。
有没有发现，接收者B本来就是可以接收到原始信号的。因此如果根据这项技术研发的新一代用于手机的被动WiFi芯片正式投产，而其可以接收并比较两个来源的信号，那么就是这样一种局面：
在这样的架构下，接收设备的上网速度不会受到任何影响！而被动WiFi设备也能按需随时以不低的速度向接收方传输信息。随着技术的发展，甚至可以将其与环境背反射技术结合，真正做到passive wifi设备的零功耗。怎么样，有没有感觉到属于万物互联的时代已经铺平了道路？
所以这项被动WiFi技术当之无愧的配得上十大科技突破的殊荣。华盛顿大学的研究员们将于3月在第13届USENIX网络系统设计及实现研讨会上展示这一成果。届时我们将可以一睹其风采，就让我们对这项能带我们走向将来的技术拭目以待吧。
